半導體參數(shù)分析儀
使用 4200A-SCS參數(shù)分析儀（參數(shù)測試儀）加快各類材料、半導體器件和先進工藝的開發(fā)，完成制程控制、可靠性分析和故障分析。4200A-SCS是業(yè)內(nèi)性能電學特性參數(shù)分析儀，提供同步電流電壓曲線測試 (I-V曲線測試)、電容-電壓曲線測試 (C-V曲線測試) 和超快脈沖 I-V曲線測量。
參數(shù)查看，快速清晰
推進大膽發(fā)現(xiàn)從未如此容易。4200A-SCS 參數(shù)分析儀從設(shè)置到運行檢定測試的時間減少高達 50％，從而實現(xiàn)無與倫比的測量和分析能力。此外，嵌入式測量專業(yè)知識提供無與倫比的測試指導，并讓您對終結(jié)果充滿信息。
特點
用于 DC IV、CV 和脈沖 IV 測量類型的測量硬件
立即使用 Clarius 軟件中所含的數(shù)百種用戶可修改應(yīng)用程序測試開始測試
自動實時參數(shù)提取、數(shù)據(jù)繪圖、分析函數(shù)
準確的 C-V 表征
使用吉時利的電容-電壓單元 (CVU) 4215-CVU 測量一位數(shù)飛法。通過將 1 V AC 電源集成到吉時利行業(yè)的 CVU 架構(gòu)中，4215-CVU 可在 1 kHz 至 10 MHz 的頻率下進行低噪聲電容測量。
特點
同類產(chǎn)品中能夠驅(qū)動1 V AC 電源電壓的 CV 表
1 kHz 頻率，分辨率從1 kHz 到 10 MHz
測量電容、電導和導納
使用 4200A-CVIV 多路開關(guān)多可測量四個通道
使用 4215-CVU 進行 Femtofarad (1e-15F) 電容測量
4200A SCS Front Femtofarad
測量、 切換、 重復。
4200A-CVIV 多通道切換模塊自動在 I-V 和 C-V 測量之間切換，無需重新布線或抬起探頭端部。 與競爭產(chǎn)品不同，四通道 4200A-CVIV 顯示器提供本地可視查看，可快速完成測試設(shè)置，并在出現(xiàn)意想不到的結(jié)果時輕松排除故障。
特點
無需重新布線即可將 C-V 測量移動到任何設(shè)備終端
用戶可配置低電流功能
個性化輸出通道名稱
查看實時測試狀態(tài)
穩(wěn)定的低電流測量，適用于 I-V 檢定
使用 4201-SMU 和 4211-SMU 模塊，您可以在高電容系統(tǒng)中實現(xiàn)穩(wěn)定的低電流測量。4200A-SCS 有四種型號的源測量單位 (SMU) 可供選擇，可通過定制滿足您所有的 I-V 測量需求。通過提供現(xiàn)場可安裝單元和可選的預放大器模塊，Keithley 可確保您獲得準確的低電流測量，而停機時間很少甚至沒有。
特點
不必將儀器送回工廠即可增加 SMU
進行 飛安測量
多達 9 個 SMU 通道
針對長電纜或大卡盤進行了優(yōu)化
4200A-SCS 儀器和模塊
| 型號 | 說明 | 主要測量 | 范圍 | 測量分辨率 |
| 4200-SMU | 中等功率源測量單元 | DC I-V 超低頻率 C-V 準靜態(tài) C-V | ±100 mA, ±210 V | 0.2 μV, 100 fA |
| 4210-SMU | 高功率源測量單元 | ±1 A, ±210 V | 0.2 μV, 100 fA | |
| 4200-PA | 遠程前端放大器模塊 | 擴展所有 SMU 的電流范圍 | 0.2 μV, 10 aA | |
| 1 kHz - 10 MHz | ||||
| 4210-CVU | 電容電壓單元 | AC 阻抗 C-V, C-f, C-t | ±30 V 內(nèi)置DC 偏置裝置(60 V 差分) 使用 SMU 擴展直流偏置電壓至 | - |
| ±210V | ||||
| 4200A-CVIV | I-V/C-V 多通道 開關(guān)模塊 | DC I-V 和 C-V 自動切換 | - | - |
| 脈沖式 I-V SegmentARBR? 多電平脈沖 瞬態(tài)波形捕獲 | ±40 V (80 V p-p), ±800 mA 200 MSa/s 同時測量電流和電壓 | |||
| 4225-PMU | 超快速脈沖測量單元 | 2048 個段 | 75 nA | |
| 20 ns 脈寬僅輸出時 | ||||
| 60 ns 脈寬輸出同時測流時 | ||||
| 4225-RPM | 遠程前段放大器 / 開關(guān)模塊 | DC I-V、C-V、脈沖式 I-V 間自動切換 | 擴展 4225-PMU 單元的電流范圍 | 200 pA |
| 4220-PGU | 高壓脈沖發(fā)生器單元 | 脈沖式電壓源 Segment ARB? 多電平脈沖 | ±40 V (80 Vp-p) 2048 個段 | - |
| 接地單元 | 內(nèi)置低噪聲接地單元 | - | 三同軸連接 : 2.6 A 接線柱 : 9.5 A | - |
提取或測量參數(shù)列表實例
| CMOS 晶體管 | Id-Vg, Id-Vd, Ig-Vg, Vth, Vtlin, Sub-Vt, Rds-on, breakdown, capacitance, QSCV, Low-frequency CV, self-heating reduction and more |
| BJT | Ic-Vc, Vcsat, Gummel plot, capacitance, βF, αF |
| 非易失性存儲器 | Vth, endurance test, capacitance |
| 納米尺寸器件 | Resistance, Id-Vg, Id-Vd, Ic-Vc |
| 分立元器件 | Id-Vg, Id-Vd, Ic-Vc, Vfdiode, Vrdiode, capacitance |
| 材料 | Van der Pauw, 4-point collinear resistivity, Hall Effect |
| 光伏器件 | Iforward, Ireverse, HiR, LoR |
| 功率器件 | Pulsed Id-Vg, pulsed Id-Vd, breakdown |
| 可靠性 | NBTI/PBTI, charge pumping, hot carrier injection, V-Ramp, J-Ramp, TDDB |
1. Clarius Software
全新Clarius Software 用戶界面，您可以把對科研的理解提 升到全新水平。4200A-SCS 包括Clarius+ 軟件包，可以執(zhí) 行幾乎任何類型的I-V、C-V 和脈沖式I-V 特性分析測試。 Clarius Software 用戶界面提供了觸滑或點擊控制功能，為現(xiàn) 代半導體、材料和工藝特性分析提供測試定義、參數(shù)分析、 圖表繪制和自動化功能。
主要特點
隨時可以投入使用、可以修改的應(yīng)用測試、項目和器件， 縮短測試開發(fā)時間
業(yè)內(nèi)臺內(nèi)置測量視頻的儀器，測試視頻由全球應(yīng)用工 程師提供，分為4 種語言，縮短學習周期
pin to pad 接觸檢查，確保測量可靠
多種測量功能
數(shù)據(jù)顯示、分析和代數(shù)運算功能
專家視頻，降低特性分析復雜度
觀看吉時利全球應(yīng)用工程師制作的內(nèi)置視頻，迅速掌握應(yīng)用， 縮短學習周期。數(shù)小時的專家測量專業(yè)幫助，在發(fā)生意想不 到的結(jié)果或?qū)υ鯓釉O(shè)置測試存在疑問時，將為您提供指引。 Clarius Software 短專家視頻支持四種語言（英語、中文、日 語和韓語），可以迅速讓你洞察先機。
大量隨時可以使用的應(yīng)用測試可供選擇
通過Clarius 庫中裝備的450 多項應(yīng)用測試，您可以選擇或 修改預先定義的應(yīng)用測試，加快特性分析速度，或從一開始 簡便地創(chuàng)建自定義測試。只需三步，Clarius Software 就可以 引導新用戶像專家一樣完成參數(shù)分析。
實時結(jié)果和參數(shù)
自動數(shù)據(jù)顯示、算法分析和實時參數(shù)提取功能，加快獲得所 需信息的速度。您不必擔心數(shù)據(jù)丟失，因為所有歷史數(shù)據(jù)都 會保存下來。
無需示波器檢驗脈沖測量
脈沖定時預覽模式可以簡便地查看脈沖定時參數(shù)，確認脈沖 式I-V 測試按希望的方式執(zhí)行。使用瞬態(tài)I-V 或波形捕獲模式， 進行基于時間的電流或電壓測量，而無需使用外部示波器。
典型應(yīng)用
MOSFET, BJT 晶體管
材料特性分析
非易失性存儲設(shè)備
電阻率系數(shù)和霍爾效應(yīng)測量
NBTI/PBTI
III-V 族器件
失效分析
納米器件
二極管和pn 聯(lián)結(jié)
太陽能電池
傳感器
MEMS 器件
電化學
LED 和OLED
第1 步 - 構(gòu)建測試方案
在Clarius 庫的450 多種預先定義的應(yīng)用測試和項目中搜索、過濾 及選擇所需測試項。
過濾測試、器件或項目庫，快速進行選擇
了解每項測試，獲得更詳細的信息，包括：● 全面的測試描述; ● 測試示意圖; ● 所需設(shè)備。
第2 步 - 配置測試
使用Key Parameters View 或All Parameters View，迅速修改測 試參數(shù)。
第3 步 - 分析結(jié)果
查看圖形結(jié)果或數(shù)據(jù)結(jié)果，過濾測試數(shù)據(jù)，標記數(shù)據(jù)，簡便地進行標識。
2. 源測量單元(SMU)
精密直流電流VS. 電壓(I-V) 測量是分析器件和材料特性的 基石。4200A-SCS 參數(shù)分析儀的核心采用世界的源測 量單元(SMU) 儀器。源測量單元可以提供電壓或電流，可以 以非常高的分辨率和精度同時測量電壓和電流。SMU 把電 壓源、電流源、電流表和電壓表集成到一張儀器卡上，實現(xiàn) I-V 同步測量。
源測量單元擁有四象限功能，因此不僅可以提供電流，還可 以吸收電流，比如測試充電電容器或太陽能電池時。
I-V 掃描測量。
4200A-SCS 參數(shù)分析儀可以配置多9 個SMU。有兩種 SMU 型號：中等功率SMU，范圍高達210 V/100 mA；高功 率SMU，范圍高達210 V/1 A。每個4200-SMU 中等功率 SMU 或4210-SMU 高功率SMU 占用主機的一個插槽，在 4200A-SCS 系統(tǒng)中可以一起使用。
所有4200A-SCS SMUs 都有屏蔽三同軸連接，為低電流和 高阻抗測量及4 線(Kelvin) force 和sense 連接提供保護防漏 電功能。
停止、掃描和脈沖測量
內(nèi)置4200A-SCS SMU 特性提供了各種測量功能，如掃描測 量操作、線性和對數(shù)步進掃描、列表掃描、單點平均等。
把測量分辨率擴展到10 aA
許多關(guān)鍵應(yīng)用需要能夠測量超低電流，如確定FET 的柵極泄 漏電流，測試靈敏的納米器件，測量絕緣裝置和電容器的泄 漏電流。
當SMUs 配置選配的4200-PA 遠程前端放大器時，它們能 夠進行超低電流測量。可擴展任意SMU 型號的電流范圍， 分辨率低至10 aA。對用戶，SMU 只是表現(xiàn)為提供了額外的 測量分辨率。
選配4200-PA 前端放大器模塊，fA 級測量。
前端放大器預裝在4200A-SCS 主機背面。這種安裝方式可 以使用標準線纜連接探針、測試夾具或開關(guān)矩陣?？梢詮暮?面板中去掉前端放大器，放在較遠的位置( 如不透光的夾具 盒或探針臺內(nèi))，消除由于長電纜導致的測量問題。另外還提 供了上機架附件和三同軸安裝附件。
超低頻率C-V 技術(shù)及SMUs
4200A-SCS 提供了的功能，可以執(zhí)行超低頻率電 容電壓測量，而不需LCR 儀表或電容模塊。低頻率C-V 測 量用來分析某些材料中的緩慢捕獲和脫阱現(xiàn)象。
使用SMU 和前端放大器進行超低頻率C-V 測量。
4200A-SCS 采用新的窄帶技術(shù)，利用集成的SMU 儀器的低 電流測量功能，在10 mHz ~ 10 Hz 范圍內(nèi)的指定低頻率上 執(zhí)行C-V 測量。這種方法采用4200A-SCS 的SMU 及前端 放大器，而不要求額外的硬件或軟件。
本地開關(guān)選項
為了適應(yīng)I-V 測量和其他測量類型之間切換，4200A-SCS 提供了多個選項，可以在不同測量類型之間簡便切換：
4200A-CVIV多通道開關(guān)模塊 - 多四個通道，在I-V測 量和C-V 測量之間簡便切換。此外，可以在被測器件不 同端口間自動切換C-V 測量，而不需要抬起探針或改變 測試設(shè)置。
4225-RPM 遠程前端放大器 / 開關(guān)模塊作為多路復用器開 關(guān)，在精密DC SMUs、C-V 和超快速脈沖式I-V 儀器之 間自動切換。此外，RPM 擴展了4225-PMU 超快速脈沖 式I-V 儀器模塊的低電流測量功能。
3. 電容- 電壓單元(CVU)
電容- 電壓(C-V) 測量通常用來分析MOSFET 的柵極氧化 層厚度、氧化層缺陷密度、摻雜分布等。在這一測量中，在 柵極電壓變化時，柵極到漏極和源極的電容會變化。電容測 量一般采用AC 技術(shù)完成。通過在被測器件(DUT) 中提供AC 電壓，然后測量得到的AC 電流和相位角，終多頻率C-V 儀器模塊可以得到AC 阻抗。
1 kHz - 10 MHz AC 測量
4210-CVU 儀器模塊在1 kHz ~ 10 MHz 測試頻率上執(zhí)行幾 fF 到幾μF 的多頻率電容測量，同時提供高達±30 V 或60 V 差分的DC 偏置電壓。
電容- 電壓掃描。
由于多達 4096 個測量點，CVU 儀器可以用來測量電容相對
于電壓關(guān)系 (C-V)、電容相對于頻率關(guān)系 (C-f) 和電容相對于時間關(guān)系 (C-t)，提取許多重要參數(shù)，如：
摻雜曲線
氧化層厚度
載流子壽命測試
結(jié)電容、引腳到引腳和互連電容測量
另外還提供了 4200-CVU PWR 選項，支持：
高功率 C-V 測量，高達 400 V ( 每個器件端子 200 V)，用來測試高功率器件，如 MEMs 器件、LDMOS 器件和顯示面板。
高達 300 mA 的 DC 電流，測量晶體管打開時的電容。
確保結(jié)果的有效性>
與市場上其他C-V 模塊不同，4210-CVU 設(shè)計了獨特的電路，支持各種特性和診斷工具，確保結(jié)果的有效性。
在軟件中切換 AC 電流表測試端。這種簡單功能確保您在噪聲的端子上測量 AC 信號，提供更實用的測量功能。您不必手動改變電纜、抬升探針或改變測試設(shè)置，可以輕松消除潛在錯誤。
只需點擊一下鼠標，就可以把AC 和DC 源切換到噪聲的端子。
把 DC 偏置移到選擇的端子上。在 Clarius Software中，您 只需點擊一下鼠標，就可以將DC 偏置源輸出至高端或低端， 確保正確的控制所施加電場。
實時C-V儀表。實時C-V儀表顯示快速準確的電容測量， 而不需運行預先編程的測試?？梢栽陂_路補償和短路補償 執(zhí)行前確保電路確實為開路或短路狀態(tài)。此外，您可以使 用實時C-V 儀表調(diào)試測試設(shè)置和被測器件。
實時電容測量。
置信度檢查。這種診斷工具允許用戶檢查開路和短路連接 及到DUT 連接的完整性。在執(zhí)行開路或短路測試時，阻抗 和噪聲測量在測試電路的高端和低端進行。這特別適合確 認已經(jīng)接觸晶圓上的連接盤，或確認正確連接開關(guān)矩陣。 如果置信度檢查診斷測試失敗，那么會給出進一步的調(diào)試 指引。
本地開關(guān)選項
由于很難在C-V 和其他測量類型之間切換，4200A-SCS 提 供了多個可以在不同測量類型之間簡便切換的選項：
4200A-CVIV 多通道開關(guān)模塊 - 多 4 個通道，在 I-V 測 量和C-V 測量之間輕松切換。此外，可以在DUT 不同端 口間自動切換C-V 測量，而不需抬升探針或改變測試設(shè)置。
4225-RPM 遠程前端放大器 / 開關(guān)模塊 - 這作為多路復用 器開關(guān)，在精密DC SMU、C-V 和超快速脈沖式I-V 儀器 之間自動切換。此外，RPM 擴展了4225-PMU 超快速脈 沖式I-V 儀器模塊的低電流測量功能。
4. 超快速脈沖測量單元(PMU)
超快速I-V 源和測量已經(jīng)成為許多技術(shù)日益重要的功能，包 括復合半導體、中等功率器件、非易失性存儲器、MEMS 器 件等等。
4225-PMU 模塊可以在生成超快脈沖電壓波形的同時測試脈 沖信號，終將其無縫集成到4200A-SCS 測試環(huán)境中，提 供了前所未有的I-V 測試性能，大大擴展了系統(tǒng)的材料、器 件和工藝特性分析能力。它代替了傳統(tǒng)的脈沖/ 測量硬件配置， 傳統(tǒng)配置一般包括一個外部脈沖發(fā)生器、一臺多通道示波器、 專門設(shè)計的互連硬件及集成軟件。
使用超快速脈沖式I-V 限度地減少自熱效應(yīng)。
4225-PMU 操作模式
每個模塊有兩個獨立通道。每個通道使用并行14 位模數(shù)轉(zhuǎn)換 器及深存儲器，可以同步測量電壓和電流，支持高達1M 采 樣點、每個樣點5 ns (200 MSa/sec)。
三種操作模式，全面分析特性
4225-PMU 可以用來執(zhí)行三種超快速I-V 測試：脈沖式 I-V、瞬態(tài)I-V 和脈沖源。
脈沖式I-V
指輸出脈沖式源的同時，在脈沖高電平區(qū)間進行 高速測試，提供類似DC 測試的測量結(jié)果。使用脈沖式I-V 信號分析器件特性，而不是使用DC 信號，可以研究或降低 自熱( 焦耳加熱) 效應(yīng)，或限度地減少由于捕獲的電荷 變化而導致的電流漂移或退化。
瞬態(tài)I-V
或波形捕獲是一種基于時間的電流和/ 或電壓測量， 一般捕獲脈沖式波形。瞬態(tài)測試一般是單個脈沖波形，用來 研究時變參數(shù)，如由于電荷捕獲或自熱導致的漏極電流隨時 間的變化過程?？梢赃M行瞬態(tài)I-V 測量，測試動態(tài)測試電路； 也可以用來作為診斷工具，在脈沖式I-V 模式下選擇相應(yīng)的 脈沖設(shè)置。
脈沖源
涉及使用內(nèi)置Segment ARB? 功能輸出用戶自定義 的2 電平或多電平脈沖，或輸出任意波形。在使用儀器的 Segment ARB 模式時，各個電壓段短可以達到20 ns，每 個通道多2048 個波形段，為構(gòu)建波形、分析閃存設(shè)備和 其他非易失性存儲技術(shù)提供了必要的靈活性。
5. 開關(guān)解決方案
將吉時利高速度、高完整性開關(guān)解決方案與測試測量結(jié)合在 一起。
4200A-CVIV 多通道開關(guān)
把各種測量集成到器件特性分析中困難的問題之一，是每 種測量類型基本上都要求不同的線纜。
4200A-CVIV 多通道開關(guān)
選擇與測量類型配套的線纜增強了測量完整性。但是，改變 每種測量類型的電纜耗時很長，許多用戶只能接受次優(yōu)結(jié)果。
4200A-CVIV 多通道開關(guān)連接示意圖。
此外，在重新連接電纜時，用戶會面臨電纜重連不正確的風險，
進而導致錯誤，需要額外的調(diào)試時間。更糟糕的是，這些錯誤在很長時間內(nèi)都可能注意不到。
另一種方式是使用能夠切換 I-V 和 C-V 信號的遠程開關(guān)，如吉時利 4200A-CVIV 多通道開關(guān)。
新型 4200A-CVIV 多通道開關(guān)在 I-V 測量和 C-V 測量之間自動切換。此外，C-V 測量可以移動到任何輸出通道上，而不需重新布線。這種 4 通道開關(guān)允許用戶在 I-V 和 C-V 測試期間保持相同的阻抗，可以把探針保留在晶圓測試站上。另外，用戶不需要改變測試設(shè)置和電纜連接，從而增強測量的準確性。
內(nèi)置顯示器在近器件端提供了清晰的測試信息。
查看實時測試狀態(tài)
通過 Clarius 軟件自定義輸出通道名稱規(guī)范
橡膠外圈支持在探針臺上雙向擺放
能夠旋轉(zhuǎn)文字，用戶可以按需放置開關(guān)位置
4225-RPM 遠程預放/ 開關(guān)模塊
對某些器件，要求進行多種類型的電測量，如脈沖式I-V、 DC I-V 和C-V 測試。這通常要求外部開關(guān)矩陣，能夠把各 類信號切換到被測器件。選配的4225-RPM 遠程前端放大器 / 開關(guān)模塊可以在DC I-V、C-V 和脈沖式I-V 測量之間自動 切換，大大簡化與器件的連接。
4225-RPM 遠程前端放大器/ 開關(guān)模塊。
用戶可以在器件上執(zhí)行所有電測量，而不必在每次測試時 斷開和重連線纜，從而節(jié)省寶貴的測試時間，減少麻煩。
在使用4225-RPM 遠程前端放大器/ 開關(guān)模塊的連接圖
4225-RPM 還作為前端放大器使用，擴大了PMU 上較低的 電流范圍。這對某些器件特別重要，如二極管，這類器件比 普通器件電流要低幾個數(shù)量級。下面顯示了通過4225-RPM 遠程前端放大器/ 開關(guān)進行的二極管脈沖式I-V 測量。其獨 特的自動量程功能可以在進行脈沖式I-V 掃描期間自動選擇 量程，用戶不需要選擇固定的量程，因此不會降低測量分辨率。
4225-RPM 為脈沖應(yīng)用提供了更低的電流范圍。
選配的多種測量性能電纜套件(4210-MMPC) 把4200A-SCS 參數(shù)分析儀連接到探針臂上。除不需要重新布線外，這個套 件還消除了由于連線錯誤或選用錯誤的電纜導致的測量錯誤， 有助于限度地提高信號保真度。
開關(guān)矩陣
4200A-SCS 有多種可選的開關(guān)矩陣配置。
6 插槽707B 和單插槽708B 半導體開關(guān)矩陣主機大大縮短了 指令的響應(yīng)時間，其測試序列和整體系統(tǒng)吞吐量明顯要快于 之前的主機設(shè)計。
708B 和707B 開關(guān)矩陣主機。
它們是專為半導體實驗室和生產(chǎn)測試環(huán)境設(shè)計的，采用標準 三同軸連接器和電纜，提供了超低電流開關(guān)性能。
6. NBTI/PBTI 套件
在開發(fā)大規(guī)模的硅CMOS 晶體管時，建立正/ 負偏壓溫度不 穩(wěn)定性(NBTI/PBTI) 模型是一個挑戰(zhàn)。隨著時間推移，NBTI 效應(yīng)導致晶體管的閾值電壓(VT) 發(fā)生漂移，亞閾值漏極電流 明顯提高，嚴重影響晶體管的使用壽命和電路性能。
超快速BTI 套件支持單點測試、平滑掃描、三角形和步進掃描測量類型。
在器件開發(fā)期間，必須地建立這些效應(yīng)模型，在工藝集 成和生產(chǎn)過程中必須監(jiān)測這些效應(yīng)。在BTI 特性分析期間， 晶體管會每隔一段時間施加壓力并測試。但是，BTI 機制容 易發(fā)生松馳效應(yīng)，也就說是在去掉壓力的時點上，晶體管開 始恢復，退化會衰減。在松馳前分析退化效應(yīng)需要使用超快 速I-V 技術(shù)。
4200-BTI-A 超快速BTI 套件是業(yè)內(nèi)的NBTI/PBTI 測 試平臺，提供了所需的一切，可以在硅CMOS 技術(shù)上進 行完善的NBTI 和PBTI 測量，包括一個4225-PMU 超快速 I-V 模塊、兩個4225-RPM 遠程前端放大器/ 開關(guān)、自動化 特性分析套件(ACS) 軟件、超快速BTI 測試項目模塊和線纜。 測試軟件模塊可以簡便地定義壓力定時、壓力條件和各種測 量序列，包括單點Id 測試、On-The-Fly(OTF) 或ID-VG 掃描。 它可以測量恢復效應(yīng)及退化效應(yīng)，提供壓力前和壓力后測量 選項，其中包括4200A-SCS 的DC SMUs，執(zhí)行的小信 號測量。
超快速BTI 測試軟件模塊支持單點測試、步進掃描、平滑掃 描和采樣測量等類型。每種類型的定時由測試采樣率和各個 測量設(shè)置確定。軟件模塊還可以控制測試序列中每個單元之 間的電壓條件，即使在定義復雜的測試序列時，也能實現(xiàn) 大的靈活性和易用性。
技術(shù)指標
除另行標注外，所有技術(shù)指標均為保障值。除另行標注外，所有技術(shù)指標均適用于所有型號。
1. 源測量單元
| 4200-SMU 中等功率 | 4210-SMU 高功率 | 選配 4200-PA 遠程前端放大器 | |
| 電流 , 值 | 100 mA | 1 A | 擴展所有 SMU 的低電流測量范圍 |
| 電壓 , 值 | 210 V | 210 V | |
| 功率 | 2.1 W | 21 W |
基本信息
四象限源/ 阱操作
每個SMU 上都有一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器
支持4 線連接（開爾文連接）
對數(shù)和線性測量掃描
4200A-SCS 主機可以支持多9 個中等功率或高功率SMU 模塊輸出接口
每個SMU 上三個迷你三同軸三同軸( 母頭) 接口，用于Force、Sense 和Sense Lo 一個定制15 針D-Sub ( 母頭) 接口，用于連接4200-PA
選配附件
4200-PA 遠程預放模塊
SMU 電流測量4
| 電流量程1 | 電壓 | 測量 | 源 | ||||
| 分辨率3 | 精度 ±(% 讀數(shù) + 安培) | 分辨率3 | 精度± (% 讀數(shù) + 安培) | ||||
| 4210-SMU 高功率SMU2 | 4210-SMU高功率SMU2 | 1 A | 21 V | 1 μA | 0. + 200 μA | 50 μA | 0. + 350 μA |
| 100 mA | 210 V | 100 nA | 0.045% + 3 μA | 5 μA | 0.050% + 15 μA | ||
| 4200-SMU 中等功率SMU2 | 100 mA | 21 V | 100 nA | 0.045% + 3 μA | 5 μA | 0.050% + 15 μA | |
| 10 mA | 210 V | 10 nA | 0.037% + 300 nA | 500 nA | 0.042% + 1.5 μA | ||
| 1 mA | 210 V | 1 nA | 0.035% + 30 nA | 50 nA | 0.040% + 150 nA | ||
| 100 μA | 210 V | 100 pA | 0.033% + 3 nA | 5 nA | 0.038% + 15 nA | ||
| 10 μA | 210 V | 10 pA | 0.050% + 600 pA | 500 pA | 0.060% + 1.5 nA | ||
| 1 μA | 210 V | 1 pA | 0.050% + 100 pA | 50 pA | 0.060% + 200 pA | ||
| 100 nA | 210 V | 100 fA | 0.050% + 30 pA | 5 pA | 0.060% + 30 pA | ||
| 4200-SMU 和4210-SMU加選配4200-PA前端放大器 | 10 nA | 210 V | 10 fA | 0.050% + 1 pA | 500 fA | 0.060% + 3 pA | |
| 1 nA | 210 V | 1 fA | 0.050% + 100 fA | 50 fA | 0.060% + 300 fA | ||
| 100 pA | 210 V | 300 aA | 0. + 30 fA | 15 fA | 0. + 80 fA | ||
| 10 pA | 210 V | 100 aA | 0.500% + 15 fA | 5 fA | 0.500% + 50 fA | ||
| 1 pA | 210 V | 10 aA | 1.000% + 10 fA | 1.5 fA | 1.000% + 40 fA | ||
| 限壓值：雙極性限壓值設(shè)置，可以設(shè)置所選電壓量程的10% 到滿量程區(qū)間任意值。 | |||||||
注
1. 所有量程擴展到滿量程的 105%。
2. 這些量程的技術(shù)指標在有或沒有 4200-PA 時均適用。
3. 顯示分辨率受到基礎(chǔ)噪聲極限限制。測得分辨率在每個量程上為 6 位半。源分辨率在每個量程上為 4 位半。
4. 測量精度和源精度是在下述條件下使用標配電纜時給出的。
23℃ ±5℃，校準后一年內(nèi)，相對濕度 5%~60%，預熱 30 分鐘后。
速度設(shè)置為 NORMAL。
SMU 電壓測量3
| 電壓范圍 1 | 電流 | 測量 | 源 | |||
| 4200-SMU | 4210-SMU | 分辨率 2 | 精度 ±(% 讀數(shù) + 伏特 ) | 分辨率 2 | 精度 ±(% 讀數(shù) + 伏特 ) | |
| 200 V | 10.5 mA | 105 mA | 200 μV | 0.015% + 3 mV | 5 mV | 0.02% + 15 mV |
| 20 V | 105 mA | 1.05 A | 20 μV | 0.01% + 1 mV | 500 μV | 0.02% + 1.5 mV |
| 2 V | 105 mA | 1.05 A | 2 μV | 0.012% + 150 μV | 50 μV | 0.02% + 300 μV |
| 200 mV | 105 mA | 1.05 A | 0.2 μV | 0.012% + 100 μV | 5 μV | 0.02% + 150 μV |
| 限流值：雙極性限流值設(shè)置，可以設(shè)置所選電流量程的10% 到滿量程區(qū)間任意值。 | ||||||
注
1. 所有量程擴展到滿量程的105%。
2. 這些技術(shù)指標在有或沒有4200-PA 時均適用。
3. 測量精度和源精度是在下述條件下使用標配電纜時給出的。
23℃±5℃，校準后一年內(nèi)，相對濕度 5%~60%，預熱30分鐘后。
速度設(shè)置為 NORMAL。
有保護的 Kelvin連接。所有量程擴展到滿量程的 105%。
電壓監(jiān)測模式
高阻抗電壓表模式的設(shè)置為0 A 電流源輸出。
精度和分辨率
| 電壓范圍 | 測量分辨率 | 測量精度 ±(% 讀數(shù) + 伏特 ) |
| 200 V | 200 mV | 0.015% + 3 mV |
| 20 V | 20 mV | 0.01% + 1 mV |
| 2 V | 2 mV | 0.012% + 110 mV |
| 200 mV | 0.2 mV | 0.012% + 80 mV |
輸入阻抗
1013W
輸入泄漏電流
30 pA
測量噪聲
0.02%* 測量量程(rms)。
差分電壓監(jiān)測
使用VMU 模式的兩個SMUs，或使用每個SMU 提供的低傳感端子。
SMU 補充信息
補充信息沒有保證，但提供了與4200-SMU、4210-SMU 儀器有關(guān)的實用信息。
限制值精度
限壓值精度與電壓源技術(shù)指標一致
限流值精度與電流源技術(shù)指標一致
過沖
0.1% 典型值
電壓
滿刻度步進, 阻性負載和10mA 范圍
電流
1 mA 步進, RL = 10 kW, 20 V 范圍
量程瞬態(tài)變化
電壓量程
200 mV
電流量程
200 mV
溫度和濕度對精度的影響
精度指標乘以下面其中一個系數(shù)，具體視環(huán)境溫度和濕度而定。
| 溫度 | % 相對濕度 | |
| 5-60 | 60-80 | |
| 10° -18℃ | ×3 | ×3 |
| 18° -28℃ | ×1 | ×3 |
| 28° -40℃ | ×3 | ×5 |
4 線連接端(Remote Sense)
與FORCE 端子并聯(lián)<10Ω，F(xiàn)ORCE 端子和SENSE 端子之間的壓差不超過5 V COMMON 和SENSE LO 之間±30 V。
負載電容
10 nF
Guard 偏置電壓
FORCE 與Gurad 不超過 3 mV
Guard 輸出阻抗
100 kΩ
Guard 電容
1500 pF
屏蔽電容
3300 pF
4200-SMU 和4210-SMU 輸入阻抗(Force 到Common)
>1012Ω (100 nA-1 μA 范圍)
屏蔽電容
>1016Ω (1 pA 和10 pA 范圍), >1013Ω (100 pA-100 nA 范圍)
噪聲特性( 典型值)
電壓源 (rms)
0.01% 的輸出量程
電流源 (rms)
0.1% 的輸出量程
電壓測量(p-p)
0.02% 的測量量程
電流測量 (p-p)
0.2% 的測量量程
上升速率
0.2 V/μs
DC 浮地電壓
Common 端相對機箱地電壓±32V
2. SMU 前端放大器模塊
通過增加選配的4200-PA 前端放大器，可以擴展任何SMU 的低電流測量功能。通過在任一SMU 型號中有效增加五個電流范圍， 前端放大器提供了0.1fA 分辨率。前端放大器模塊與系統(tǒng)無縫集成；對用戶來說，SMU 看上去只是提供了額外的低電流測試量程。
4200-PA 基本信息
安裝
本地
前端放大器預裝在4200A-SCS 后面板上，用于本地操作。
遠程
用戶可以從背面拆下前端放大器，放在遠程位置( 如在不透光的夾具盒或在探針臺內(nèi))，以消除由于長電纜導致的測量問題。
輸入接口
一個定制接口，15 針，D-Sub ( 公頭)
輸出接口
兩個三同軸接口( 母頭)
外觀尺寸
.079 英寸寬 x 4.4 英寸深 x 2.2 英寸高(2 cm 寬 x 11.3 cm 深 x 5.6 cm 高)
重量
4.8 盎司(136 克)
使用4200-PA 前端放大器進行SMU 電流測量4
| 電流量程1 | 電壓 | 測量 | 源 | ||||
| 分辨率3 | 精度 ±(% 讀數(shù) + 安培) | 分辨率3 | 精度± (% 讀數(shù) + 安培) | ||||
| 4210-SMU 高功率SMU2 | 4210-SMU高功率SMU2 | 1 A | 21 V | 1 μA | 0. + 200 μA | 50 μA | 0. + 350 μA |
| 100 mA | 210 V | 100 nA | 0.045% + 3 μA | 5 μA | 0.050% + 15 μA | ||
| 4200-SMU 中等功率SMU2 | 100 mA | 21 V | 100 nA | 0.045% + 3 μA | 5 μA | 0.050% + 15 μA | |
| 10 mA | 210 V | 10 nA | 0.037% + 300 nA | 500 nA | 0.042% + 1.5 μA | ||
| 1 mA | 210 V | 1 nA | 0.035% + 30 nA | 50 nA | 0.040% + 150 nA | ||
| 100 μA | 210 V | 100 pA | 0.033% + 3 nA | 5 nA | 0.038% + 15 nA | ||
| 10 μA | 210 V | 10 pA | 0.050% + 600 pA | 500 pA | 0.060% + 1.5 nA | ||
| 1 μA | 210 V | 1 pA | 0.050% + 100 pA | 50 pA | 0.060% + 200 pA | ||
| 100 nA | 210 V | 100 fA | 0.050% + 30 pA | 5 pA | 0.060% + 30 pA | ||
| 4200-SMU 和4210-SMU加選配4200-PA前端放大器 | 10 nA | 210 V | 10 fA | 0.050% + 1 pA | 500 fA | 0.060% + 3 pA | |
| 1 nA | 210 V | 1 fA | 0.050% + 100 fA | 50 fA | 0.060% + 300 fA | ||
| 100 pA | 210 V | 300 aA | 0. + 30 fA | 15 fA | 0. + 80 fA | ||
| 10 pA | 210 V | 100 aA | 0.500% + 15 fA | 5 fA | 0.500% + 50 fA | ||
| 1 pA | 210 V | 10 aA | 1.000% + 10 fA | 1.5 fA | 1.000% + 40 fA | ||
| 限壓值：雙極性限壓值設(shè)置，可以設(shè)置所選電壓量程的10% 到滿量程區(qū)間任意值。 | |||||||
注
1. 所有量程擴展到滿量程的 105%。
2. 這些量程的技術(shù)指標在有或沒有 4200-PA 時均適用。
3. 顯示分辨率受到基礎(chǔ)噪聲極限限制。測得分辨率在每個量程上為 6 位半。源分辨率在每個量程上為 4 位半。
4. 測量精度和源精度是在下述條件下使用標配電纜時給出的。
23℃ ±5℃，校準后一年內(nèi)，相對濕度 5%~60%，預熱 30 分鐘后。
速度設(shè)置為 NORMAL。
3. 多頻率電容- 電壓單元
4210-CVU 基本信息
測量配置
四端子對，High POT，High CUR，Low POT，Low CUR
輸出接口
四個SMA 接口( 母頭)
標配電纜
100Ω, SMA ( 公頭) 到SMA ( 公頭), 1.5 m, 4 根
選配電纜
100Ω, SMA ( 公頭) 到SMA ( 公頭), 3 m
測量功能
測量參數(shù)
CP-G, CP-D, CS-RS, CS-D, R-jX, Z-theta
量程
自動和固定
測試速度
Fast, Normal, Quiet, 和自定義
測試信號
頻率范圍
1 kHz ~ 10 MHz
小分辨率
1 kHz, 10 kHz, 100 kHz, 1 MHz, 視頻率量程而定
源頻率精度
±0.1%
信號輸出電平范圍
10 mV rms ~ 100 mV rms
分辨率
1 mV rms
精度
±(10.0% + 1 mV rms) 無負載時( 在后面板)
輸出阻抗
100Ω, 典型值
DC 偏置功能
DC 電壓偏置范圍
±30 V (60 V 差分)
DC 電壓偏置分辨率
1.0 mV
DC 電壓偏置精度
±(0.5% + 5.0 mV) 無負載時
DC 電流
10 mA
掃描特性
提供的掃描參數(shù)
DC 偏置電壓, 頻率, AC 電壓
掃描類型
線性, 自定義
掃描方向
向上掃描, 向下掃描
測量點數(shù)
4096
測量精度4
C/G 測量精度實例
| 頻率 | 測量的電容 | C 精度 1 | G 精度 1, 2 |
| 10 MHz 3 | 1 pF | ±0.92% | ±590 ns |
| 10 pF | ±0.32% | ±1.8 μs | |
| 100 pF | ±0.29% | ±17 μs | |
| 1 nF | ±0.35% | ±99 μs | |
| 1 MHz | 1 pF | ±1.17% | ±64 ns |
| 10 pF | ±0.19% | ±65 ns | |
| 100 pF | ±0.10% | ±610 ns | |
| 1 nF | ±0.09% | ±4 μs | |
| 100 kHz | 10 pF | ±0.31% | ±28 ns |
| 100 pF | ±0.18% | ±59 ns | |
| 1 nF | ±0.10% | ±450 ns | |
| 10 nF | ±0.10% | ±3 μs | |
| 10 kHz | 100 pF | ±0.31% | ±15 ns |
| 1 nF | ±0.15% | ±66 ns | |
| 10 nF | ±0.08% | ±450 ns | |
| 100 nF | ±0.10% | ±3 μs | |
| 1 kHz | 1 nF | ±0.82% | ±40 ns |
| 10 nF | ±0.40% | ±120 ns | |
| 100 nF | ±0.10% | ±500 ns | |
| 1 μF | ±0.15% | ±10 μs |
注
1. 電容和電導測量精度是在下述條件下給出的：DX < 0.1。
2. 電導精度指定為參考的電容上測量的電導。
3. 這些指標是典型值，非保證值，適用于23℃，僅供參考。
4. 積分時間：10 kHz 以下時為1 s 或10 s。測試信號電平: 30 mV rms。在4210-CVU 的后面板上。
所有技術(shù)數(shù)據(jù)適用于23℃ ±5℃、校準后一年以內(nèi)、相對濕度5%~60%、預熱30 分鐘后。
CVU 電纜補充技術(shù)指標3
這些指標是典型值，非保證值，適用于23℃，僅供參考。
4210-CVU 典型電容精度，1.5m 電纜( 補充)
| 測得電容 | 1 kHz | 10 kHz | 100 kHz | 1 MHz | 10 MHz |
| 1 pF | - | ±8.38% | ±1.95% | ±0.43% | - |
| 10 pF | - | ±0.94% | ±0.21% | ±0.18% | ±1% |
| 100 pF | - | ±0.29% | ±0.20% | ±0.15% | ±1% |
| 1 nF | ±0.72% | ±0.17% | ±0.12% | ±0.16% | ±2% |
| 10 nF | ±0.28% | ±0.12% | ±0.13% | ±0.55% | - |
| 100 nF | ±0.12% | ±0.13% | ±0.22% | ±1.14% | - |
| 1 mF | ±0.17% | ±0.21% | - | - | - |
4210-CVU 典型電容精度，3m 電纜( 補充)
| 測得電容 | 1 kHz | 10 kHz | 100 kHz | 1 MHz | 10 MHz |
| 1 pF | - | ±8.5 % | ±2.05% | ±0.57% | - |
| 10 pF | - | ±0.96% | ±0.23% | ±0.21% | - |
| 100 pF | - | ±0.29% | ±0.20% | ±0.17% | - |
| 1 nF | ±0.72% | ±0.17% | ±0.12% | ±0.18% | - |
| 10 nF | ±0.28% | ±0.12% | ±0.13% | ±0.65% | - |
| 100 nF | ±0.12% | ±0.13% | ±0.22% | ±1.16% | - |
| 1 mF | ±0.17% | ±0.21% | - | - | - |
注
1. 電容和電導測量精度是在下述條件下指定的：DX < 0.1。
2. 電導精度指定為參考的電容上測量的電導。
3. 這些指標是典型值，非保證值，適用于23℃，僅供參考。
4. 積分時間：10 kHz 以下時為1 s 或10 s。測試信號電平: 30 mV rms。在4210-CVU 的后面板上。所有技術(shù)數(shù)據(jù)適用于23℃
±5℃、校準后一年以內(nèi)、相對濕度5%~60%、預熱30 分鐘后。
4. CV-IV 多通道開關(guān)模塊
I-V/C-V 多通道開關(guān)自動在I-V 測量和C-V 測量之間切換。此外，C-V 測量可以 在不同端口間自動切換，而不需重新布線。用戶可以配置每個通道，使用4200- PA 前端放大器或標準電流分辨率時，選擇SMU 直傳模塊4200A-CVIV-SPT 保證 低電流測量精度。
4200A-CVIV 基本信息
輸入接口
4200-PA 前端放大器：自定義, 15 針, D-Sub ( 公頭)
4200-CVIV-SPT SMU 直傳模塊：每個模塊兩個三同軸接口( 母頭)
CVU：四個SMA 接口( 母頭)輸出接口
8 個三同軸接口( 母頭)
外觀尺寸
19.8 cm 寬 x 14.2 cm 高 x 11.1 cm 深
(7.8 英寸寬 x 5.6 英寸高 x 4.4 英寸深)重量
1.5 公斤(3.3 磅)
供電
通過USB 電纜連接至4200A-SCS 主機
輸出通道
可以配置多4 個通道
電壓
210 V
電流
1A
SMU 通道
| 采用 4200-PA | 采用 4200A-CVIV-SPT | |
| 偏置電流 | <100 fA | < 1pA |
| 偏置電壓 | <100mV | <100mV |
| 并聯(lián)電阻 | >1e15W | >1e14W |
| DC 輸出電阻 (2 線 ) | 1.5W | 1.5W |
| DC 輸出電阻 (4 線 ) | <100 mW | <100 mW |
SMU 通道
AC 輸出阻抗
100Ω, 典型值( 中間芯線到外部屏蔽層)
精度, 典型值
參閱下表
CVU DC 偏置功能
范圍
±30V @ 10 mA 值(60V 差分)
分辨率
1 mV
其他誤差( 對CVU 偏置功能)
<50μV
DC 輸出電阻(4 線)
<100 mΩ
4210-CVU 連接到4200A-CVIV 多通道開關(guān)的典型精度，除另外標注外均為2 線模式1,3
| 測得電容 | 1 kHz | 10 kHz | 100 kHz | 1 MHz |
| 1 pF | 未指明 | ±9.0% | ±2.2% | ±0.7% |
| 10 pF | 未指明 | ±1.0% | ±0.5% | ±0.5% |
| 100 pF | 未指明 | ±0.5% | ±0.5% | ±0.5% |
| 1 nF | ±0.8% | ±0.5% | ±0.5% | ±0.5% 2 |
| 10 nF | ±0.5% | ±0.5% | ±0.5% | ±0.75% 2 |
| 100 nF | ±0.5% | ±0.5% | ±0.5% | ±1.25% 2 |
| 1mF | ±0.5% | ±0.5% | 未指明 | 未指明 |
注
1. CVU 補償時間不超過一個月內(nèi)有效。
2. 4 線模式下指定；低阻抗器件推薦使用4 線測試。
3. 上述技術(shù)數(shù)據(jù)是典型值，非保證值，適用于25℃，僅供參考。
5. 超快速脈沖測量單元
2 通道4225-PMU 同時提供了超快速電壓波形發(fā)生器及電壓電流同步快速測試功能。
4225-PMU 基本信息
輸出接口
四個SMA 接口( 母頭) 和兩個HDMI 接口
提供的電纜
SMA( 公頭) 到SMA ( 公頭), 2m, 每臺4 根(CA-404B)
SMA 到SSMC Y 型電纜, 6 英寸(15 cm), 每臺2 根(4200-PRB-C)選配附件
4225-RPM 單通道, 遠程前端放大器/ 開關(guān)模塊
PMU 電流測量
定時參數(shù)，有和沒有4225-RPM 遠程前端放大器/ 開關(guān)模塊時的典型值
| 10 V 量程 | 40 V 量程 | ||||
| 電流測量量程 | 10 mA | 200 mA | 100mA | 10 mA | 800 mA |
| 推薦小脈沖寬度 2 | 160 ns | 70 ns | 6.4ms | 770 ns | 770 ns |
| 推薦小測量窗口 2 | 20 ns | 20 ns | 1ms | 100 ns | 100 ns |
| 推薦小跳變時間 3 | 20 ns | 20 ns | 1ms | 100 ns | 100 ns |
| 噪聲 4 | 15mA | 50mA | 75 nA | 5mA | 200mA |
| 穩(wěn)定時間 5 | 100 ns | 30 ns | 4ms | 500 ns | 500 ns |
注
1. 所有典型值都使用開路測得。
2. 使用75%~90% 的脈沖頂部默認測量窗口。推薦小脈沖寬度 = ( 穩(wěn)定時間) / 75%。
3. 推薦上升/ 下降時間，使過沖達到小。
4. 電壓或電流量程一定時推薦小測量窗口上測得的RMS 噪聲，典型值。
5. 信號穩(wěn)定到DC 精度電平所需的時間。( 例：10mA 電流量程在PMU 10V 量程下的穩(wěn)定時間定義為信號穩(wěn)定到終值的1.25%范圍內(nèi)所需時間。計算公式：精度 = 0.25% + 100mA = 0.25% + (100mA/10 mA) = 0.25% + 1% = 1.25%)。
定時參數(shù)，使用4225-RPM 遠程前端放大器/ 開關(guān)模塊時的典型值1
| 電流測量量程 | ||||||
| 100 nA | 1mA | 10mA | 100mA | 1 mA | 10 mA | |
| 推薦小脈沖寬度 2 | 134ms | 20.4ms | 8.36ms | 1.04ms | 370 ns | 160 ns |
| 推薦小測量窗口 2 | 10ms | 1.64ms | 1ms | 130 ns | 40 ns | 20 ns |
| 推薦小跳變時間 3 | 1ms | 360 ns | 360 ns | 40 ns | 30 ns | 20 ns |
| 噪聲 4 | 200 pA | 2 nA | 5 nA | 50 nA | 300 nA | 1.5mA |
| 穩(wěn)定時間 5 | 100ms | 15ms | 6 μs | 750 ns | 250 ns | 100 ns |
注
1. 所有典型值都使用開路測得。
2. 使用75%~90% 的脈沖頂部默認測量窗口。推薦小脈沖寬度 = ( 穩(wěn)定時間) / 75%。
3. 推薦上升/ 下降時間，使過沖達到小。
4. 電壓或電流量程一定時推薦小測量窗口上測得的RMS 噪聲，典型值。
5. 信號穩(wěn)定到DC 精度電平所需的時間。( 例：10mA 電流量程在PMU 10V 量程下的穩(wěn)定時間定義為信號穩(wěn)定到終值的1.25% 范圍內(nèi)所需時間。計算公式：精度 = 0.25% + 100mA = 0.25% + (100mA/10 mA) = 0.25% + 1% = 1.25%)。
PMU 電流測量精度
僅4225-PMU
| 10 V 量程 | 40 V 量程 | ||||
| 電流測量量程 | 10 mA | 200 mA | 100 mA | 10 mA | 800 mA |
| 精度 (DC) | ±(0.25% + 100 mA) | ±(0.25% + 250 mA) | ±(0.25% + 1mA) | ±(0.5% + 100mA) | ±(0.25% + 3 mA) |
4225-PMU 和RPM 組合
| 10 V 量程 | ||||||
| 電流測量量程 | 100 nA | 1mA | 10mA | 100mA | 1 mA | 10 mA |
| 精度 (DC) | ±(0.5% + 1 nA) | ±(0.5% + 1 nA) | ±(0.5% + 30 nA) | ±(0.5% + 100 nA) | ±(0.5% + 1mA) | ±(0.5% +10mA) |
PMU 電壓測量
定時參數(shù), 典型值1
| 4225-PMU | 4225-RPM | ||
| 電壓測量量程 | 10 V | 40 V | 10 V |
| 推薦小脈沖寬度 2 | 70 ns | 150 ns | 160 ns |
| 推薦小測量窗口 2 | 20 ns | 20 ns | 20 ns |
| 推薦小跳變時間 3 | 20 ns | 100 ns | 20 ns |
| 噪聲 4 | 2 mV | 8 mV | 1 mV |
| 穩(wěn)定時間 5 | 30 ns | 30 ns | 100 ns |
注
1. 所有典型值都使用開路測得。
2. 使用75%~90% 的脈沖頂部默認測量窗口。推薦小脈沖寬度 = ( 穩(wěn)定時間) / 75%。
3. 推薦上升/ 下降時間，使過沖達到小。
4. 電壓或電流量程一定時推薦小測量窗口上測得的RMS 噪聲，典型值。
5. 信號穩(wěn)定到DC 精度電平所需的時間。( 例：10mA 電流量程在PMU 10V 量程下的穩(wěn)定時間定義為信號穩(wěn)定到終值的1.25%范圍內(nèi)所需時間。計算公式：精度 = 0.25% + 100mA = 0.25% + (100mA/10 mA) = 0.25% + 1% = 1.25%)。
PMU 電壓精度
| ±10 V PMU | ±40 V PMU | ±10 V RPM | |
| 精度 (DC) | ±(0.25% + 10 mV) | ±(0.25% + 40 mV) | ±(0.25% + 10 mV) |
電壓和電流, 值1
| 10V 量程 | 40V 量程 | |||
| 電阻 2 | 電壓 2 | 電流 2 | 電壓 2 | 電流 2 |
| 1 Ω | 0.196 V | 196 mA | 0.784 V | 784 mA |
| 5 Ω | 0.909 V | 182 mA | 3.64 V | 727 mA |
| 10 Ω | 1.67 V | 167 mA | 6.67 V | 667 mA |
| 25 Ω | 3.33 V | 133 mA | 13.3 V | 533 mA |
| 50 Ω | 5.00 V | 100 mA | 20.0 V | 400 mA |
| 100 Ω | 6.67 V | 66.7 mA | 26.7 V | 267 mA |
| 250 Ω | 8.33 V | 33.3 mA | 33.3 V | 133 mA |
| 1 kΩ | 9.52 V | 9.5 mA | 38.1 V | 38.1 mA |
| 10 kΩ | 9.95 V | 995 mA | 39.8 V | 3.98 mA |
注
1. 計算任何負載電阻上得到的電流和電壓：
IMAX = 電壓量程/(50W + 電阻)
VMAX = IMAX - 電阻
其中：電阻是連接到PMU 或PGU 通道的總電阻，電壓量程為10 或40。例：采用10 V 量程 R= 10W (DUT 阻值 + 互連阻值)
VMAX = IMAX - R = 0.167 - 10 = 1.67 V
2. 脈沖輸出接口上典型的值。電阻是連接到脈沖輸出接口的總電阻，包括器件和互連電阻。
PMU 脈沖/ 幅值1,2
| 10 V 量程 | 40 V 量程 | ||
| VOUT | 50Ω 至 1 MΩ | -10 V ~ +10 V | -40 V ~ +40 V |
| VOUT | 50Ω 至 50Ω | -5 V ~ +5 V | -20 V ~ +20 V |
| 精度 | ±(0.5% + 10 mV) | ±(0.2% + 20 mV) | |
| 分辨率 | 50Ω 至 50Ω | <250 mV | <750 mV |
| 50Ω 至 1 MΩ | <0.05 mV | <1.5 mV | |
| 過沖/ 預沖/ 振鈴 3 | 50Ω 至 50Ω | ±(3% + 20 mV) | ±(3% + 80 mV) |
| 50Ω 至 50Ω, 情況典型值 | ±(2% + 20 mV) | ±(0.8% + 40 mV) | |
| 基線噪聲 | ±(0.3% + 1 mV) RMS 典型值 | ±(0.1% + 5 mV) RMS 典型值 | |
| 源阻抗 | 50Ω 標稱值 | 50Ω 標稱值 | |
| 電流至 50Ω 負載( 在滿量程時) | ±100 mA 典型值 | ±400 mA 典型值 | |
| 短路電流 | ±200 mA | ±800 mA | |
| 輸出限制保護 | 可編程極限，保護被測器件 | ||
注
1. 除另外指明外，所有技術(shù)數(shù)據(jù)均假設(shè)采用50W 端接。
2. 幅值指標適用于10 V 源量程50 ns 的典型穩(wěn)定時間后( 在轉(zhuǎn)換后)，40 V 源量程500 ns 的典型穩(wěn)定時間后( 轉(zhuǎn)換后)，負載均為50W。
3. 對10 V 源范圍，跳變時間為20 ns (0%-)；對40 V 源范圍，跳變時間為100 ns (0%-)。
PMU 脈沖定時
| 10 V 量程僅源 | 10 V 量程帶測量 | 40 V 量程僅源 | 40 V 范圍帶測量 | |
| 頻率范圍 | 1 Hz ~ 50 MHz | 1 Hz ~ 8.3 MHz | 1 Hz ~ 10 MHz | 1 Hz ~ 3.5 MHz |
| 定時分辨率 | 10 ns | 10 ns | 10 ns | 10 ns |
| RMS 抖動 ( 時間周期 , 寬度 ), 典型值 | 0.01% + 200 ps | 0.01% + 200 ps | 0.01% + 200 ps | 0.01% + 200 ps |
| 周期范圍 | 20 ns ~ 1 s | 120 ns ~ 1 s | 100 ns ~ 1s | 280 ns ~ 1s |
| 精度 | ±1% | ±1% | ±1% | ±1% |
| 脈沖寬度范圍 | 10 ns ~ ( 周期 -10 ns) | 60 ns ~ ( 周期 -10 ns) | 50 ns ~ ( 周期 -10 ns) | 140 ns ~ ( 周期 -10 ns) |
| 精度 | ±(1% + 200 ps) | ±(1% + 200 ps) | ±(1% + 5 ns) | ±(1% + 5 ns) |
| 可編程跳變時間 (0%-) | 10 ns ~ 33 ms | 20 ns ~ 33 ms | 30 ns ~ 33 ms 1 | 100 ns ~ 33 ms |
| 跳變上升速率精度 | ±1%( 跳變 > 100 ns) | ±1%( 跳變 > 100 ns) | ±1%( 跳變 > 1 μs) | ±1%( 跳變 > 100 ns) |
| 固態(tài)繼電器開 / 關(guān)時間 | 25ms | 25ms | 25ms | 25ms |
注
1. 在電壓
電壓源, 性能
在采用4225-PMU 作為純電壓源時( 不測量電壓或電流)，定時性能會得到改進。下面更清楚地闡述了作為電壓源使用時的 好性能，這是在條件下實現(xiàn)的。這些數(shù)據(jù)不應(yīng)理解為保障值。
| 10V 量程 | 40V 量程 | |
| 上升時間 | <10 ns | 50 ns ~ 10 V, 100 ns ~ 40 V |
| 脈沖寬度 | 10 ns (FWHM) | 50 ns (FWHM) |
| 周期 | 20 ns | 100 NS |
| 過沖/ 下沖/ 振鈴 | ±(2% + 20 mV) | ±(0.5% + 40 V) |
觸發(fā)
觸發(fā)輸出阻抗
50Ω
觸發(fā)輸出電平
TTL
觸發(fā)輸入阻抗
10 k
觸發(fā)輸入電平
TTL
觸發(fā)輸入跳變定時，值
<100 ns
觸發(fā)輸入到脈沖輸出延遲
400 ns
觸發(fā)同步/ 抖動1
<2 ns
Segment ARB? 和定時
Segment ARB 功能適用于4225-PMU 和4220-PGU，適用于有或沒有4225-RPM 遠程前端放大器/ 開關(guān)模塊的情況。
段數(shù)2
2048
序列數(shù)2
512
序列循環(huán)數(shù)
1012
每段時間
20 ns ~ 40 s
段定時分辨率
10 ns
每段的控制參數(shù)
開始電壓
停止電壓
持續(xù)時間
測量窗口( 僅PMU 或PMU+RPM)
測量類型( 僅PMU 或PMU+RPM)RMS 抖動( 段)
0.01% + 200 ps 典型值
注
1. 對一臺4200A-SCS 機箱中有多張4225-PMU 或4220-PGU 卡。
2. 每個通道。
6. 脈沖發(fā)生器單元
在不需要脈沖測量時，2 通道純電壓脈沖發(fā)生器為4225-PMU 超快速脈沖測量單元提供了經(jīng)濟的替代方案。
4220-PGU 基本信息
輸出接口
四個SMA 接口( 母頭)
標配電纜
SMA ( 公頭) 到SMA( 公頭), 2 m, 每臺4 根(CA-404B)
SMA ( 公頭) 到SSMC Y 型電纜, 15 cm (6 英寸), 每臺2 根(4200-PRB-C)
脈沖/ 電平1,2
| 10V 量程 | 40V 量程 | ||
| VOUT | 50Ω 至 1 MΩ | -10 V ~ +10 V | -40 V ~ +40 V |
| VOUT | 50Ω 至 50Ω | -5 V ~ +5 V | -20 V ~ +20 V |
| 精度 | - | ±(0.5% + 10 mV) | ±(0.2% + 20 mV) |
| 分辨率 | 50Ω 至 50Ω | <250mV | <750mV |
| 50Ω 至 1 MΩ | <0.5 mV | <1.5 mV | |
| 過沖/ 下沖/ 振鈴 3 | 50Ω 至 50Ω | ±(3% + 20 mV) | ±(3% + 80 mV) |
| 50Ω 至 50Ω, 情況典型值 | ±(2% + 20 mV) | ±(0.8% + 40 mV) | |
| 基線噪聲 | - | ±(0.3% + 1 mV) RMS 典型值 | ±(0.1% + 5 mV) RMS 典型值 |
| 源阻抗 | - | 50Ω 標稱值 | 50Ω 標稱值 |
| 電流至 50Ω 負載 ( 在滿量程時 ) | - | ±100 mA 典型值 | ±400 mA 典型值 |
| 短路電流 | - | ±200 mA | ±800 mA |
| 輸出限制保護 | - | 可編程極限，保護被測器件 | |
注
1. 除另行指明外，所有技術(shù)數(shù)據(jù)均假設(shè)50W 端接。
2. 電平指標適用于10 V 源量程50 ns 的典型穩(wěn)定時間后( 在轉(zhuǎn)換后)，40 V 源量程500 ns 的典型穩(wěn)定時間后( 轉(zhuǎn)換后)，負載均為50W。
3. 對10 V 源范圍，跳變時間為20 ns (0%-)；對40 V 源范圍，跳變時間為100 ns (0%-)。
脈沖定時
| 10 V 量程， 僅源 | 40 V 量程， 僅源 | |
| 頻率范圍 | 1 Hz ~ 50 MHz | 1 Hz ~ 10 MHz |
| 定時分辨率 | 10 ns | 10 ns |
| RMS 抖動 ( 時間周期 , 寬度 ), 典型值 | 0.01% + 200 ps | 0.01% + 200 ps |
| 周期范圍 | 20 ns ~ 1 s | 100 ns ~ 1s |
| 精度 | ±1% | ±1% |
| 脈沖寬度范圍 | 10 ns ~ ( 周期 -10 ns) | 50 ns ~ ( 周期 -10 ns) |
| 精度 | ±(1% + 200 ps) | ±(1% + 5 ns) |
| 可編程跳變時間 (0%-) | 10 ns ~ 33 ms | 30 ns ~ 33 ms 1 |
| 跳變上升速率精度 | ±1% ( 跳變 > 100 ns) | ±1%( 跳變 > 1 ms) |
| 固態(tài)繼電器開 / 閉時間 | 25 ms | 25 ms |
注
1. 對10 V 源范圍，跳變時間為30 ns；對>10 V 源范圍，跳變時間為100 ns。
電壓源, 性能
在采用4225-PMU 作為純電壓源時( 不測量電壓或電流)，定時性能會得到改進。下面更清楚地闡述了作為電壓源使用時的 好性能，這是在條件下實現(xiàn)的。這些數(shù)據(jù)不應(yīng)理解為保障值。
| 10V 量程 | 40V 量程 | |
| 上升時間 | <10 ns | 50 ns ~ 10 V, 100 ns ~ 40 V |
| 脈沖寬度 | 10 ns (FWHM) | 50 ns (FWHM) |
| 周期 | 20 ns | 100 NS |
| 過沖/ 下沖/ 振鈴 | ±(2% + 20 mV) | ±(0.5% + 40 V) |
觸發(fā)輸出阻抗
50Ω
觸發(fā)輸出電平
TTL
觸發(fā)輸入阻抗
10 k
觸發(fā)輸入電平
TTL
觸發(fā)輸入跳變定時，值
<100 ns
觸發(fā)輸入到脈沖輸出延遲
400 ns
觸發(fā)同步/ 抖動1
<2 ns
Segment ARB? 和定時
Segment ARB 功能適用于4225-PMU 和4220-PGU，適用于有或沒有4225-RPM 遠程前端放大器/ 開關(guān)模塊的情況。
段數(shù)2
2048
序列數(shù)2
512
序列循環(huán)數(shù)
1012
每段時間
20 ns ~ 40 s
段定時分辨率
10 ns
每段的控制參數(shù)
開始電壓
停止電壓
持續(xù)時間
測量窗口( 僅PMU 或PMU+RPM)
測量類型( 僅PMU 或PMU+RPM)RMS 抖動( 段)
0.01% + 200 ps 典型值
1. 適用于一個4200A-SCS 機箱中的多張4225-PMU 或4220-PGU 卡。
7. 遠程前端放大器/ 開關(guān)模塊
4225-RPM 可以在I-V 測量、C-V 測量和脈沖式I-V 測量之間自動切換，允許選 擇相應(yīng)的測量，而不需對測試設(shè)置重新布線。此外，RPM 擴展了4225-PMU 脈沖 測量模塊的電流量程。
4225-RPM 基本信息
輸入
三個輸入。SMU Force, SMU Sense, CVU Pot, CVU Cur, RPM Control
輸出
一個通道
輸入接口
三同軸接口( 母頭), 兩個SMA 接口( 母頭), 兩個HDMI
輸出接口
三同軸接口( 母頭), 兩個
外觀尺寸
1.34 英寸寬 x 4.9 英寸深 x 3.0 英寸高(3.4 cm 寬 x 12.5 cm 深 x 7.6 cm 高)
帶底座時外觀尺寸
1.34 英寸寬 x 4.9 英寸深 x 3.8 英寸高(3.4 cm 寬 x 12.5 cm 深 x 9.6 cm 高)
重量
8.6 盎司(245 克) ( 帶底座時: 13.4 盎司(381 克))
選配附件
磁性底座
真空底座
RPM 電流測量
定時參數(shù), 帶有4225-PMU 和4225-RPM 遠程前端放大器/ 開關(guān)模塊的典型值
| 電流測量量程 | 100 nA | 1mA | 10mA | 100mA | 1 mA | 10 mA |
| 推薦小脈沖寬度 2 | 134ms | 20.4ms | 8.36ms | 1.04ms | 370 ns | 160 ns |
| 推薦小測量窗口 2 | 10 ms | 1.64ms | 1ms | 130 ns | 40 ns | 20 ns |
| 推薦小跳變時間 3 | 1ms | 360 ns | 360 ns | 40 ns | 30 ns | 20 ns |
| 噪聲 4 | 200 pA | 2 nA | 5 nA | 50 nA | 300 nA | 1.5mA |
| 穩(wěn)定時間 5 | 100ms | 15ms | 6ms | 750 ns | 250 ns | 100 ns |
注
1. 所有典型值都使用開路測得。
2. 使用75%~90% 的脈沖頂部默認測量窗口。推薦小脈沖寬度 = ( 穩(wěn)定時間) / 75%。
3. 推薦上升/ 下降時間，使過沖達到小。
4. 電壓或電流量程一定時推薦小測量窗口上測得的RMS 噪聲，典型值。
5. 信號穩(wěn)定到DC 精度電平所需的時間。( 例：10mA 電流量程在PMU 10V 量程下的穩(wěn)定時間定義為信號穩(wěn)定到終值的1.25%范圍內(nèi)所需時間。計算公式：精度 = 0.25% + 100 μA = 0.25% + (100 μA/10 mA) = 0.25% + 1% = 1.25%)。
電流測量精度
4225-PMU 和RPM 組合
| 10 V 范圍 | ||||||
| 電流測量范圍 | 100 nA | 1mA | 10mA | 100mA | 1 mA | 10 mA |
| 精度 (DC) | ±(0.5% + 1 nA) | ±(0.5% + 1 nA) | ±(0.5% + 30 nA) | ±(0.5% + 100 nA) | ±(0.5% + 1mA) | ±(0.5% +10mA) |
脈沖/ 電平1
| 脈沖 / 電平 1 | 4225-PMU 及 4225-RPM |
| VOUT | -10 V ~ + 10 V |
| 到開路負載的精度 2 | ±(0.5% ± 10 mV) |
| 分辨率 | < .05mV |
| 基線噪聲 | ±(0.39% ± 1 mV) RMS 典型值 |
| 過沖/ 下沖/ 振鈴 3 | ± 2% 的幅度 ± 20 mV |
注
1. 在4225-PMU 和4225-RPM 遠程前端放大器/ 開關(guān)模塊之間使用2m RPM 互加電纜時4225-RPM 三同軸輸出接口處的性能。
2. 100mV ~ 10V。
3. 典型值, 跳變時間100ns (0% - )。
使用4225-PMU 進行RPM 電壓測量
定時參數(shù), 典型值1
| 4225-RPM | |
| 電壓測量范圍 | 10 V |
| 推薦小脈沖寬度 2 | 160 ns |
| 推薦小測量窗口 2 | 20 ns |
| 推薦小跳變時間 3 | 20 ns |
| 噪聲 4 | 1 mV |
| 穩(wěn)定時間 5 | 100 ns |
注
1. 所有典型值都使用開路測得。
2. 使用75%~90% 的脈沖頂部默認測量窗口。推薦小脈沖寬度 = ( 穩(wěn)定時間) / 75%。
3. 推薦上升/ 下降時間，使過沖達到小。
4. 電壓或電流量程一定時推薦小測量窗口上測得的RMS 噪聲，典型值。
5. 信號穩(wěn)定到DC 精度電平所需的時間。( 例：10mA 電流量程在PMU 10V 量程下的穩(wěn)定時間定義為信號穩(wěn)定到終值的1.25%范圍內(nèi)所需時間。計算公式：精度 = 0.25% + 100mA = 0.25% + (100 mA/10 mA) = 0.25% + 1% = 1.25%)。
8. 開關(guān)矩陣配置
超低電流/ 本地傳感配置（4200-UL-LS-XX）
超低電流/ 本地傳感開關(guān)配置采用吉時利7174A 低電流矩陣卡（帶有707B 或708B 開關(guān)矩陣）構(gòu)建，是為要求高質(zhì)量、高性 能I-V 和C-V 信號開關(guān)的半導體研究、開發(fā)和生產(chǎn)應(yīng)用設(shè)計的。這種配置提供了8 個儀器輸入，支持多72 個輸出引腳， 典型偏置電流僅10 fA。
整體信息 (4200-UL-LS-XX)
接口類型
3 槽三同軸
信號電平
200 V, 1 A
偏置電流
<1 pA ( 行A-B)
泄漏電流
0.01 pA/V
3 dB 帶寬
30MHz 典型值
4200-LC-LS-12/B 或-12/707B
1 臺708B ( 或707B) 開關(guān)主機
1 個7072 矩陣開關(guān)卡
12 根4200-TRX-3 電纜
1 根7007-1 IEEE-488 電纜
2 個7078-TRX-BNC 轉(zhuǎn)接頭
4200-LC-LS-24/B 或-36B, -48B, -60B, -72B
1 臺707B 開關(guān)主機
每12 針1 個7072 矩陣開關(guān)卡
每12 針12 根4200-TRX-3 電纜
1 根7007-1 IEEE-488 電纜
2 個7078-TRX-BNC 轉(zhuǎn)接頭
707B 6 插槽半導體開關(guān)矩陣主機
708B 單插槽半導體開關(guān)矩陣主機
低電流/ 本地傳感配置(4200-LC-LS-XX)
低電流/ 本地傳感開關(guān)配置采用吉時利7072 半導體矩陣卡構(gòu)建，是為要求優(yōu)異質(zhì)量的I-V 和C-V 信號的半導體應(yīng)用專門設(shè)計 的。這種配置提供了8 個儀器輸入，支持多72 個輸出引腳，偏置電流不到1 pA。
整體信息(4200-LC-LS-XX)
連接器類型
3 蝶閥三軸電纜連接器
信號電平
200 V, 1 A
偏置電流
<1 pA ( 第A-B 行)
泄漏電流
0.1 pA/V
3 dB 帶寬
5 MHz 典型值( 第G-H 行)
4200-UL-LS-12/B 或-12/707B
1 臺708B ( 或707B) 開關(guān)主機
1 個7174A 開關(guān)卡
每12 針12 根4200-TRX-3 電纜
1 根7007-1 IEEE-488 電纜
2 個7078-TRX-BNC 轉(zhuǎn)接頭
4200-LC-LS-24/B, -36/B, -48/B, -60/B, -72/B
1 臺707B 開關(guān)主機
每12 針1 張7072 矩陣開關(guān)卡
每12 針12 條4200-TRX-3 電纜
1 條7007-1 IEEE-488 電纜
2 個7078-TRX-BNC 轉(zhuǎn)接頭
9. NBTI/PBTI 套件
4200-BTI-A 套件同時提供了吉時利DC I-V 和超快速I-V 測量功能及自動測試執(zhí)行軟件，提供了半導體測試行業(yè)內(nèi)的NBTI/PBTI 測試平臺。
4200-BTI-A 超快速NBTI/PBTI
4200-BTI-A 套件包括在硅CMOS 技術(shù)上進行完善的NBTI 和PBTI 測量所需的全部儀器、互連和軟件。
Model 4200-BTI-A
提供了單機集成解決方案中的高速度、低電流測量靈敏度。
確保源/ 測量儀器在進行低電平測量時不會成為限制因素。
ACS 軟件以套件方式提供，支持構(gòu)建復雜的測試序列，包括多20 個測量序列及多種探針臺驅(qū)動。它還：
把DC I-V 和超快速I-V 測量簡便集成到加壓前和加壓后測量序列中。
使用AC 或DC 壓力分析退化和恢復特性。
在較長的壓力測量序列中包括單脈沖電荷阱陷(SPCT) 測量。
4200-BTI-A 超快速NBTI/PBTI 包括：
1 個4225-PMU 超快速I-V 模塊
2 個4225-RPM 遠程前端放大器/ 開關(guān)模塊
自動化特性分析套件(ACS) 軟件
超快速BTI 測試項目模塊
線纜
使用8 個SMU 對20 個器件進行并行HCI 和NBTI 測試的實例。公共端子使用單獨的接地單元(GNDU)。
10. Clarius+ 軟件
Clarius+ 軟件為運行和維護4200A-SCS 參數(shù)分析儀提供了各種工具。
自帶的軟件模塊
Clarius
用來測試和分析器件、材料和工藝特點的圖形用戶界面。Clarius 軟件提供了統(tǒng)一測量界面，引導您完成復雜的特性分析測試，您可以把重點放在研發(fā)項目上。
吉時利用戶庫工具(KULT)
協(xié)助測試工程師創(chuàng)建自定義測試程序，使用現(xiàn)有的吉時利和第三方C 語言子例程庫。用戶可以編輯和匯編子例程，然后把子例程庫與KITE 集成在一起，允許4200A-SCS 從一個用戶界面控制整個測試機架。要求選配4200-Compiler。
吉時利外部控制接口(KXCI)
通過GPIB 總線從外部計算機控制4200A-SCS。
吉時利配置工具(KCon)
允許測試工程師配置連接到4200A-SCS 的GPIB 儀器、開關(guān)矩陣和探針臺。同時還提 供了一些診斷工具。
KPulase
一個圖形用戶界面，無需編程，用來配置和控制安裝的4225-PMU 或4220-PGU 脈沖 發(fā)生器模塊。它用于快速測試，與其他4200A-SCS 測試資源的交互要求達到小。
Clarius 用戶界面軟件
Clarius 4200A-SCS 上運行的標配用戶界面軟件。Clarius 在嵌入式Windows 7 操作系 統(tǒng)上運行。它為現(xiàn)代半導體器件、材料和工藝特性分析提供了測試方案選擇和開發(fā)、高 級測試配置、參數(shù)分析和圖示及自動化功能。
數(shù)據(jù)分析
提供了兩種參數(shù)提取方式。Formulator 為執(zhí)行自動線擬合和參數(shù)提取執(zhí)行數(shù)據(jù)變換。電 子表格提供了標準電子表格分析工具。許多樣例庫都包括參數(shù)提取實例。
Formulator
Formulator 支持數(shù)學運算功能、轉(zhuǎn)換功能、搜索功能、常用行業(yè)常數(shù)和線擬合/ 參數(shù)提 取功能。Formulator 支持下述功能：
數(shù)學函數(shù)
加(+), 減(-), 除(/), 乘(*), 指數(shù)(^), 值(ABS), 索引位置值(AT), 平均數(shù)(AVG), 移動 平均(MAVG), 條件計算(COND), 導數(shù)(DELTA), 差分系數(shù)(DIFF), 指數(shù)(EXP), 平方根 (SQRT), 自然對數(shù)(LN), 對數(shù)(LOG), 積分(INTEG), 標準方差(STDEV), 移動求和 (SUMMV), 反余弦(ACOS), 反正弦(ASIN), 反正切(ATAN), 余弦(COS), 正弦(SIN), 正切(TAN)
轉(zhuǎn)換功能
弧度到度(DEG), 度到弧度(RAD)
直線擬合和參數(shù)提取功能
指數(shù)直線擬合(EXPFIT), 系數(shù)a (EXPFITA), 系數(shù)b (EXPFITB)，線性擬合(LINFIT), 線性 斜率(LINFITSLP), x 截距(LINFITXINT), y 截距(LINFITYINT) 對數(shù)線擬合(LOGFIT), 系數(shù) a (LOGFITA), 系數(shù)b (LOGFITB) 線性回歸線擬合(REGFIT), 斜率(REGFITSLP), x 截距 (REGFITXINT), y 截距(REGFITYINT) 切線擬合(TANFIT), 斜率(TANFITSLP), x 截距 (TANFITXINT), y 截距(TANFITYINT) 多項式線擬合包括POLYFIT2、POLY2COEFF 和 POLYNFIT。值(MAX), 小值(MIN), 中值(MEDIAN)
搜索功能
向下查找(FINDD), 向上查找(FINDU), 使用線性插補查找(FINDLIN), 值位置(MAXPOS), 小值位置(MINPOS)，個位置(FIRSTPOS), 一個位置(LASTPOS) 子陣列 (SUBARRAY), 返回指定數(shù)量的點(INDEX)
Formulator 常數(shù)
Formulator 支持用戶提供的常數(shù)，用于參數(shù)提取。以下常數(shù)在出廠時軟件自帶常數(shù)：
PI = 3.14159 rad (π)
K = 1.38065 × 10-23 J/K ( 玻爾茲曼常數(shù))
Q = 1.60218 × 10-19 C ( 電子的電荷)
M0 = 9.10938 × 10-31 kg ( 電子質(zhì)量)
EV = 1.60218 × 10-19 J ( 電子電壓)
U0 = 1.25664 × 10-6 -2 ( 磁導率)
E0 = 8.85419 × 10-12 F/m ( 真空的磁導率)
H = 6.62607 × 10-34 J-s ( 普朗克常數(shù))
C = 2.99792 × 10+8 m/s ( 光速)
KT/Q = 0.02568 V ( 熱電壓)
自動化
測試序列
Clarius 在一個器件、一組器件( 子站、模塊或測試單元組) 或晶圓上用戶可編程數(shù)量的 探針臺上提供了“指向點擊”測試定序功能。
探針臺控制
吉時利集成了很多探針臺驅(qū)動可以在測試過程中自動控制探針臺。與工廠聯(lián)系來確認支 持的探針臺廠家及型號。“手動”探針臺模式允許操作人員在測試序列過程中對探針臺 進行操作。
支持的探針臺
手動探針臺
使用手動探針臺驅(qū)動進行測試，而不需使用自動探針臺功能。手動探針臺由操作人員控 制來代替電腦控制。在每條命令下，會出現(xiàn)一個對話提示框，指導操作人員要求哪些操作。虛擬探針臺
在不希望探針臺操作時可以使用虛擬探針臺，如在調(diào)試時，而沒有必要從測試序列中刪 除探針臺命令。支持的半自動( 分析) 探頭
Cascade Microtech Summit? 12K 系列- Verified with Nucleus UI Karl Suss Model PA-200-Verified with Wafermap for ProberBench NT, ProberBench NT 專用NI-GPIB 驅(qū)動程序, ProberBench NT 專用PBRS232 接口, Navigator for ProberBench NT, Remote Communicator for ProberBench NT MicroManipulator 8860 Prober-Verified with pcBridge, pcLaunch, pcIndie, pcWfr, pc-Nav, pcRouter Signatone CM500 驅(qū)動器還適用于帶有互鎖控制器的其他Signatone 探頭, 如WL250 和 S460SE Wentworth Laboratories Pegasus? FA 系列
其他支持但沒有列出的探頭
吉時利用戶庫工具(KULT)
(要求選配4200-COMPILER)
吉時利用戶庫工具支持創(chuàng)建及把C 語言子例程庫與測試環(huán)境集成起來。用戶庫模塊在Clarius 中通過用戶測試模塊訪問。出 廠時提供的庫為支持的儀器提供啟動和運行功能。用戶可以編輯和編譯子例程，然后把子例程庫與Clarius 集成在一起，允許 4200A-SCS 從一個用戶界面控制整個測試機架。
系統(tǒng)配置和診斷(KCON)
吉時利配置工具(KCON) 簡化了編程和維護全面集成的測試站的工作。KCON 為配置外部儀器、開關(guān)矩陣和探針臺及執(zhí)行系 統(tǒng)診斷提供了統(tǒng)一的界面。
外部儀器配置
KCON 允許實驗室管理員把外部儀器與4200A-SCS 及支持的開關(guān)矩陣集成起來。在用 戶為支持的儀器配置GPIB 地址后， 吉時利提供的庫將起效， 測試模塊可以在 4200A-SCS 系統(tǒng)之間轉(zhuǎn)移，用戶不需要做任何修改。除支持的標準儀器外，通用儀器允 許用戶為通用的2 端子或4 端子儀器開發(fā)子例程和控制開關(guān)。為實現(xiàn)的系統(tǒng)擴展能力， 用戶可以為通用儀器開發(fā)自己的測試庫。
開關(guān)矩陣配置
用戶通過支持的開關(guān)矩陣配置定義4200A-SCS 儀器和外部儀器到被測器件(DUT) 引腳的連接。( 參見開關(guān)矩陣支持和配置) 一旦定義了連接，用戶只需輸入儀器端子 名稱和引腳編號，就可以建立連接。4200A-SCS 應(yīng)用和標準用戶庫管理在儀器端子 與DUT 引腳之間輸送測試信號。用戶不需要記住和編程行和列閉合。測試模塊可以在 4200A-SCS 系統(tǒng)之間轉(zhuǎn)移，而不需要重新輸入連接信息。
4200A-SCS 儀器診斷
通過運行系統(tǒng)自檢，用戶可以確認SMU、C-V 測量單元、脈沖發(fā)生器、示波器和遠程前 端放大器的系統(tǒng)完整性。對比較復雜的問題，系統(tǒng)的配置分析工具可以生成報告，幫助 吉時利技術(shù)支持人員診斷問題。
吉時利外部控制接口(KXCI)
通過KXCI，您可以使用外部計算機直接控制4200A-SCS 中的SMU 和CVU 模塊。KXCI 還可以使用UTM 通過內(nèi)置GPIB 或 以太網(wǎng)間接控制超快速I-V 脈沖測量單元。對SMU，KXCI 命令集包括HP 4145 兼容模式，HP4145 的許多已寫好程序盡可以 在4200A-SCS 上使用。